长虹"DFS” 系列单相柜式空调,主要包括KFR-51LW/DFS、KFR-60LW/DFS、KFR-71LW/DFS等热泵空调及KF-51LW/FS、KF-60LW/FS、KF-71LW/FS等单冷空调。该系列空调控制电路由辅助电源主控电路、操作显示电路及遥控器组成。
主控电路采用通用电控板,再利用机型选择开关与不同型号的空调相匹配。主控电路以高集成度大规模8位微处理器(CPU)为核心构成,由I/O接口对各输入信号进行采样,通过处理和比较,发出指令控制继电器,驱动压缩机、室外风机、电磁四通阀、加热器、室内加速风机、风栅及电子集尘器等执行机构动作,从而实现室内温度和湿度的调节控制。
一、辅助电源电路
"DFS"系列定速空调不需要大功率直流电源,而采用变压器降压型集成稳压式直流电源,电路原理如图1所示。
1.市电输入抗干扰电路
AC220V交流市电经接插件xS201引入主控电路板,经电流保险F201(5A/250V)后分为两路:一路经XS202送至电源变压器T1初级;另一路为交流主负载提供工作电源AC.L和AC.N。
C201、C202、RC201、L201 用于高频消噪滤波,吸收电网窜入的高频干扰及尖峰脉冲,确保空调供电平稳。压敏电阻RV201是输入过压及错相保护元件,市电输入正常时,其阻值甚大(680k),对电源电路无影响。
当因雷电、电网打火产生脉冲高压或误将AC380V电压引入时,RV201阻值迅速减小到数欧至数十欧相当于短路状态,F201因过流而熔断,保护主控电路元件。
2.整流稳压电路
辅助电源电路由电源变压器T1降压、桥式整流、电容电感滤波及三端固定稳压集成等电路组成,有七组电压输出。T1次级输出有三个绕组:
(1) AC11V/1.5A绕组由XS203①、②脚引出,经VC201桥式整流,C03、C204、L202平滑滤波后,由+12V-B端输出12V直流电压(空载实测值为13.6V),为 10只继电器供电;同时,经D202(7812)稳压后分成三个支路:一是由+ 12V端输出12V直流电压,为反相驱动器D209.D210及电子集成器供电;二是经D204(7805 )稳压和C207、C208.I203滤波后,由+5V端输出5V直流电压,为主板微处理器D201及其外围电路供电;三是经D205 (7805) 稳压和C214.C215滤波后,由+5V-B端输出5V直流电压,为串行通信电路大屏幕液晶屏LCD驱动器D101、真空荧光屏VFB驱动器D103及其外围电路供电。
(2) AC20V/0.3A绕组由XS203③、④脚引出,经VC202桥式整流、C209~C212滤波,VD202抬升电压和D203稳定为-28V,从-28V端输出,为VED驱动器D103②脚供电。
(3) AC3.4V/0.4A双绕组由XS203⑤~⑦脚引出,⑥脚中心抽头接地,增加抗干扰性功能,⑤、⑦脚输出做真空荧光屏VFD的灯丝电压(标称值为AC6.3V ),分别经XP102①、②脚加到VFD屏①~③脚(F1 )和③~⑤脚(F2),用于灯丝加热。
二、主控制电路
"DFS”系列空调主控集成电路D201采用NFC公司生产的8位微处理器芯片uPD78022,工作电压为+5V土0.5V,内含168kB的ROM(只读程序存储器).1024kB的RAM (数据随机存储器)及外部64kB的ROM扩展空间,系统控制电路如图2所示,各单元电路工作原理如下。
1.上电复位电路
由R237( 10k)、C230( 2.2uF/25V )及保护管VD204组成,由于C230两端电压不能突变,故每次漏电时,D201复位脉冲输入端44脚( RESET)为低电平(<0.3V),使D201内部ROM指针指向第一程序存储单元(00H),并将RAM中的数据全部清零。
随着C230经R237不断充电,44脚电压不断上升,当升至高电平(>4V)后,复位清零过程结束,D201开始执行工作程序,进入正常工作状态。复位过程时间长短,由R237或C230取值大小决定。
2.时钟振荡电路
由石英晶体(包括石英晶振和两只22pF电容)G201和D201 48、49脚内部两个反相驱动器组成,产生8.38MHz时钟脉冲信号,经分频处理后,控制各单元电路协调工作。
3.蜂鸣器电路
蜂鸣器电路是“人机对话”的重要单元电路,在开机、关机、遥控操作、手动操作及电路工作异常时发出确认音,提醒操作是否有效。当需要蜂鸣片(压电晶体)B201(KL-12100A )鸣响时,D201 60脚(BUZZER)输出约3.8kHz间歇脉冲串,经V204放大后使B201发声, R209为限流电阻。
4. 3min延时保护电路
由R211、R212、C219、VD203(1N4148)组成的延时保护电路作用有二:一是压缩机运转过程中突然断电停转,随即又马上恢复供电,此时制冷系统高、低压管路压力不平衡,若压缩机立即启动运转,会因启动负荷过大而难以启动,甚至造成压缩机损坏,经3min延时后,制冷系统压力基本达到平衡,这时再启动可保护压缩机;二是当空调制冷或制热工作模式发生转换时,压缩机要停机,延时一段时间后才能二次启动,防止压缩机过载损坏。延时时间由D201 21脚检测,由于R211、VD203、R212的分压作用,正常工作时21脚电压约4.7V ,C219(正端)电压约4.4V。压缩机停转时,+5V电源电压消失,此时C219经R212放电,VD203反向偏置起隔离作用。当再次通电开机时,D2012脚检测到C219电压低于内存对比值,说明满足延时3min(制热为5min)要求,则启动压缩机;反之,D201不允许压缩机启动,直到延时3min使21脚电压低于对比值。相关电路见图2。
5.温度检测电路
温度检测电路如图3所示。
该系列空调有三个温度传感器,均为NTC负温度系数热敏电阻:RT1为环境温度传感器,用于检测室内温度,安装在操作显示面板内;RT2为内盘管(室内热交换器)温度传感器,安装在内盘管的小U管处,用于检测蒸发器(制冷时)或冷凝器(制热时)温度;RT3为外盘管温度传感器,安装在外盘管的小U盘处,用于在制冷时检测冷凝器温度,制热时检测蒸发器温度。以室温检测电路为例,RT1阻值随其感测室温而变化,温度越高阻值越小,与R219对+5V电压分压后,输入至D2014的41脚的室内温度信号电压越高;反之,RT1阻值越大,41脚信号电压越低。RT2、RT3与RT1工作原理相同,不再重复。
6.机型选择开关电路
该系列空调采用通用电控板,根据不同机型设置选型开关,如图4所示。
S201 是8脚DIP双列直插式集成开关,内含4只微型拨动开关,其封装与双列直插式集成电路兼容,以便安装。CN202为4只104pF电容组成的集成电路,对开关进行消噪滤波,R215~R218为上拉电阻。该系列空调使用两只开关,对D201 61脚(TEST)、62脚(RE-SERVED1 )输入电平信号进行选择。
(1)自检测试:拨动S201①、⑧脚内微型开关使其闭合,D201 61脚输入低电平,进入测试运行,检查电控板是否工作及各输出通道是否正常。先将室内机组断电,闭合S201①、⑧脚间开关后再加电,可以听到各有关继电器吸合释放的声音。 同时,四通阀、外风机、压缩机、加热器、风栅、四速内风机及电子集成器会依次循环工作。
若没有上述现象,说明电路板或某输出通道有故障。
注意:自检测试完毕后,应先切断室内机组电源,断开S201①、⑧脚间开关,再加电开机,以免损坏空调。
(2)强制定时除霜:室内机组先断电,闭合s201②、⑦脚间开关后再加电,机组设置为定时除霜模式:运行60min,除霜10min, 此功能可用于温度偏高却很潮湿的天气。
7.输出驱动电路输出
驱动电路如图5所示,由D201控制端输出的高电平信号,经D209、D210( ULN2003 )反相驱动,使相应继电器吸合,控制执行部件工作。D209、D210为七反相驱动器,亦称达布林阵列,由于其不使用任何外围元件,驱动电流大,接线简单,特别适合直接驱动DC12V左右的继电器、直流电动机等,故应用非常广泛。
输出驱动电路控制电磁四通阀STF、室外风机FMD、压缩机CM、电加热器DR、风栅电机LMI、四速室内风机FMN及电子集成器JCQ共七个执行电器,占用了微处理器D201的10个三态输出(高、低电平输出及高阻抗状态)端口,使用了D209、D210中10个反相驱动器及10只电磁继电器,电路的驱动控制原理是相同的,仅以四通阀SIF控制过程为例进行介绍,不再详述。
四通阀的作用是改变制冷系统中制冷剂在管路中的流动方向,从而实现空调反制冷或制热工作模式的切换。
当需要空调制冷时,D201 16脚输出低电平,经D209的3、14脚内反相器驱动后,14脚输出高电平,继电器K210线圈两端电位相等,故K210不吸合,处于释放状态,其常开触点是断开的,四通阀无电,处于制冷状态;当需要空调制热时,D201 的16脚输出高电平,D209反相后14脚输出低电平,K210线圈两端获12V工作电压而吸合,其常开触点闭合,四通阀SIF经K210触点XS218①、④脚获AC220V工作电压,在电磁线圈吸动下阀芯移动,改变制冷剂流动方向,进入制热状态。
提示:
(1)D209、D210中各使用五个反相器,另外两个置空;
(2)十个继电器中,K214的型号为JZC-14F,其余九个继电器均为JZC- 33FX9;
(3)RC202.RC203 (103p 电容与1002电阻串联组件,型号均为250MCRA103101、CR2E103C101)起保护作用,防止K201、K210吸合或释放时,压缩机绕组或电磁阀线圈产生的瞬时脉冲高压在继电器触点间放电、拉弧而烧损触点。103p 电容可防止电压突变,1002电阻可消耗电流能量,有效吸收脉冲高压;
(4)电加热器DR用于冬季热泵型空调辅助加热,串 接10A/250V电流熔丝F1;
(5)电子集成器JCQ供电电压为+12V;
(6)室内风机FMN安装于内机底部,使室内空气从底部吸入,从顶部排出。室内风机有四种不同风速,超低速LL、低速L、中速M、高速H分别为风扇电机定子绕组的不同抽头,由K205~K203单独控制,配合风栅LMI扫风叶片,满足人体舒适要求。为了防止继电器失控引起室内风机误动作,各风速挡控制继电器具有互锁功能,即只有较低一挡继电器常开触点失电断开后,高速挡控制继电器才能接通回路。
三、操作显示电路
DFS"系列空调采用大屏幕液晶显示屏LCD(L5122D、L6022D、L7120D、L7122D.L7123D)和VFD真空荧光显示器,其控制芯片采用NEC公司的UPD753106控制LCD屏,同时通过其41、42、43脚输出的控制信号管理芯片UPD16312GB-384,达到控制VFD荧光真空显示器的目的。
PPD753106是一片大规模LCD控制专用微处理器,工作电压+5V,内含6144x8bit的ROM和512X4bit的RAM,内部由算术逻辑单元ALU、进位标志寄存器CY、程序计数器、译码控制器、通用寄存器及堆栈指示器、时钟发生器、时钟控制器、看门狗定时器、时钟分配器、定时/计数器、中断控制器、时钟串行接口、时序电路、8个4位I/O接口、液晶显示控制及驱动器等16个单元组成,主要单元均挂在内部总线上。和通用显示驱动器相比,具有低工作电压(3.5V~5.5V )ROM和RAM空间大和输出控制可任意设定等特点。
其系统控制电路如图6所示,各单元电路工作原理分析如下:1.上电复位电路
由R116、VD103、C117 组成,D107(uPD753106 )18脚(RESET)为复位脉冲输入端(工作过程参看D201 )。
2.时钟振荡电路
由D101的22脚(XT1)、23( XT2 )脚内部电路及外接晶振G101(4.19MHz )组成,产生4.19MHz时钟信号。
3.存储电路
D102 (BR24C02) 采用EPROM (或写成EEPROM)存储器芯片,意为电可擦除可改写只读程序存储器,工作于C总线模式,⑤脚(SDL)为数据及地址总线,⑥脚(SCL)为同步时钟总线。它具有两方面作用:-是空调断电或关机后,保存当前的各项工作参数;二是压缩机在启动过程中,保证空调正常运行。
4.操作控制电路
(1)遥控器操作接收输入电路
由红外遥控接收器KB101(HRM3008 )及滤波/消噪电容C107~C109组成。当按动遥控器操作键时,约38kHz红外载波信号被KB101接收、放大、解调(去载波)、整形及驱动放大后,从D101的30脚(P11)输入并执行遥控操作指令。
(2)本机键操作控制电路
本机操作键共七个,采用3X4矩阵扫描键盘,电路如图7所示,键控功能如表1所示。D1010 14~16脚(P60~P62) 为键扫描脉冲输出端,10~13脚(P50~P53)为触发开关。C110~C113为高频消噪电容,防止外界干扰引起空调误动作。
5.维修开关(跳线)
“DFS"系列空调维修开关(跳线)电路如图8所示,通用电控板上设有8个维修开关,空调正常工作时,D101的7、6、31、28、27、32、37、38脚被R117~R124上拉为高电平,当发生故障需要使用维修开关时,可将JP01~JP08某接线端子用导线短接,使D101对应脚输入低电平,实现不同的维修功能。
8个维修开关并非每种机型都能用到,根据D101配用LCD屏不同,可用维修开关个数也不相同,L7120D型LCD屏空调的维修开关有4个(另4个维修开关功能已标注在电路图中):
(1)、⑥脚:JPO2(AUTO RESET)自动复位功能,当交流掉电后又来电时,要求空调能自动记忆、恢复掉电前的状态,即开或关机状态、工作模式、设定温度.定时开/关机、面板键是否锁定、定时器工作模式等,均为掉电前的状态。通过JP02进行取舍,短接JP02可实现自动复位功能。
(2)、31脚JPO3(RT/ST )复位/置位功能。短接JP03时置位。
(3)、 28脚:JPOA(60)缩时功能。短接JP04后,显示芯片D101的内部时钟速率提升为原来的61倍,起到缩时作用。对于运行时间(实际时间)大于30s的,测试时间将缩短为实际时间的1/60;实际时间小于等于30s的,不进行缩时运行。
(4) 、27脚:JP05(COOL/HEAT )单冷/热泵功能OJP05开路时27脚被R121上拉为高电平,空调工作于热泵模式;短接JPO5后空调进入单冷模式,此时面板上部分按键操作无效,同时LCD屏上不显示与制热及自动运转有关的功能符。
6.显示驱动电路
显示屏由LCD液晶屏(LCD101)和VFD真空荧光屏两部分组成,显示驱动原理如图9所示。
LCD由D101直接连续驱动,VFD屏则由D103驱动。D103 为NEC公司VFD专用驱动芯片pPD16312GB- 384控制,该芯片使用+5V (实际为+4.7V,即VDD电源,由通信电路提供)和-28V两种电源,控制信号由D101 41脚(S19/NFD.STB)、42脚(S18/VFD.CLK)、43(S17/VFD.D10 )脚输出,经R126~R129加至D103的⑨(STB)、⑧(CLK)、⑤(Dout )和⑥(Din )脚。
C105、C106为-28V电源滤波电容,两组AC3.4V电压分别加到VFD101的灯丝F1、F2端。D103接收信号送入内部串行接口电路,经字段驱动器、多路驱动器、网络驱动器驱动VFD真空荧光管显示相应的数字或符号。D103的特点是:具有6X4矩阵键控扫描电路;显示变暗功能;多种显示方式;LED输出端口最大电流为4个字符、20mA;最大达35V的高压输出;STB、CLK、Dout.Din采用串行接口;具有通用输入端口;输出无需连接电阻分压等。
四、通信电路
通信电路如图10所示。
采用半双1串行通信模式,完成主控电路板和操作显示板进行显示;并将操作显示板电路的遥控接收信息、本机键操信息及维修开关是否短接等信息送回主控电路,由微处理器D201发出指令去执行。需要显示的数据、信息从微处理器D20130脚送出,经V201(9014)、V202(9014)放大、整形后,经XS205/XP101①脚连接线送上操作显示板,经L101 (0.33uH)\C104 滤波消噪和射随器V103( 9013 )从29脚送入D101;而遥控器操作信号及本机键操作信号则从D101 35脚送出,经V102(9013)、V101(9013)放大、整形和L101、C104滤波消噪后,经XP101/XS205①脚连线送到主控电路板,再通过射随器V203( 9014 )从29脚送入D201。
辅助电源"+5V-B"端子输出的+5V电压一方面为主控板和操作显示板的通信电路供电,另一方面经隔离管VD102 (1N4007) 降压和C101~C103滤波后,形成+4.7V的VDD电源,为操作显示电路D101~D103、KB101及维修开关供电。利用VD101(1N4007 )将操作显示电路的公共地端电位降低0.3V左右(VD101正向压降)。
五、故障维修要点
1.例行检查
目的是确认空调的工作状态以及是否真正有故障,检查的内容主要包括:(1)室内、室外机端子板连线有无断脱,室外机各交流负载及内风机、风栅接插件接触是否良好,各引线有无锈蚀、断脱;(2)机型选择开关S201各开关的位置,显示板各维修开关是否被导线短接。
2.自检测试
闭合S201①、⑧脚内开关进行自检,检查各继电器及各负载是否运行正常。
3.故障代码查询
同时按下本机“风向键”和“风速键”2s后,可进入温度及故障查询模式,可在VFD屏的设置温度位置显示相应温度和故障代码,每按一次“风向键”后,“室内温度-内盘温度-外盘温度- +故障代码一+室内温度- +.....会循环显示。VFD显示两个码位,室内温度显示范围0°C~45°C,内、外盘管温度显示范围为-9°C~79°C,超出检测范围(温度传感器正常)时显示“- -”。故障代码的含义如下:“E0"-工作正常;“E1"-通信错误;"P1"-制冷过载;"P2"-制热过载;"F7”-温度检测电路异常;"F8”或"P5"-系统异常。
4.检查直流辅助电源
检查“+12V-B”、 “+12”、“+5V-B”、“+5V"、“-28V"电压,两组“AC3.4V"电压输出是否正常,可断开负载判断。
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